Matalaenergiakerrostalon ulkoseinien lämpö- ja kosteustekninen toiminta

Abstract

Tässä opinnäytetyössä käsitellyn tutkimuksen tavoitteena oli tutkia Lahden Talot Oy:n omistaman, vuonna 2011 Lahteen valmistuneen, matalaenergiakerrostalon kuorimuurattujen ulkoseinien lämpö- ja kosteusteknistä toimintaa. Työ kuuluu RYM Oy:n Sisäympäristö-tutkimusohjelmaan, jonka tavoitteena on löytää ratkaisuja, joilla edistetään tilan käyttäjien tuottavuutta, viihtyvyyttä ja terveyttä ekologisesti kestävällä tavalla. RYM Oy on vuonna 2009 perustettu kiinteistö- ja rakennusalan huippuosaamisen pääomasijoitusyhtiö, jonka osakkaita Metropolia Ammattikorkeakoulu sekä Lahden kaupunki ovat.

Tutkimuksen näkökulmana oli tarkastella ulkoseinien kosteus- ja lämpöteknisen toiminnan ja tuuletusraon ilmanvaihtuvuuden riippuvuutta toisistaan. Pääasiallinen tavoite oli selvittää, millä tuuletusraon ilmanvaihtuvuuden arvolla seinärakenne saavuttaa kosteusteknisen toimivuuden. Lisäksi tavoitteena oli tarkastella U-arvon laskennan soveltamista kuorimuu-rattujen seinien tapauksessa. Tutkittavia seiniä olivat rakennuksen etelä-, pohjois- ja itä-seinät. Tutkimus toteutettiin pääasiassa WUFI Pro 4.2 -simulointiohjelmaa hyväksikäyttäen. Lisäksi muita tutkimusmenetelmiä olivat käsin laskenta sekä paikanpäällä pohjoisen puoleisen seinän tuuletusraosta suoritetut kenttämittaukset.

Laskennallisista tutkimustuloksista havaittiin, että seinärakenteiden kosteustekninen toimi-vuus saavutetaan etelänpuoleisella seinällä ilmanvaihtuvuuden arvolla 25 (1/h). Pohjois- ja itäseinien kohdalla seinärakenne puolestaan toimii kosteusteknisesti oikein jo ilmanvaihtu-vuuden arvolla 5 (1/h). Tarkasteltaessa tuuletusraon U-arvon vaikutusta koko rakenteen U-arvon määrityksessä, havaittiin, että tuuletusraon määrittäminen tuulettumattomaksi paran-taa seinän U-arvoa noin 4 %.

Vertailtaessa laskennallisia tuloksia ja paikanpäällä suoritettuja mittauksia, todettiin, että seinärakenne toimii pohjoisseinän osalta kosteusteknisesti oikein. Pohjoisseinällä mitatuksi tuuletusraon ilmavirtaukseksi saatiin 0,03 m/s ja tälle arvolle laskettu ilmanvaihtuvuuden arvo on tällöin 5,4 (1/h). Virtausnopeus tuuletusraossa on kuitenkin niin pieni, että on syytä vähintäänkin kyseenalaistaa sen U-arvoa heikentävä vaikutus. Tämän tutkimuksen perus-teella päädyttiinkin siihen tulokseen, että laskettaessa kuorimuurattujen seinien U-arvoja, tulisi tuuletusraon huomioiminen koko rakenteen U-arvolaskennassa perustella jollain muulla tavalla, kuin nykymääräysten mukaisten tuuletusraon sisään- ja ulosvirtausaukkojen yhteenlasketun pinta-alan mukaan.

This thesis studies the heat and moisture behavior of the brick clad exterior walls of a low-energy apartment building that was built in 2011. The owner of the building is Lahden Talot PLC and the building is situated in Lahti. This thesis is part of the RYM PLC’s Indoor Envi-ronment research program which aims at creating solutions that promote productivity, comfort and health in an ecologically sustainable way. RYM PLC was founded in 2009, and Metropolia and the city of Lahti are shareholders in the company.

This thesis examines how the heat and moisture behavior of the exterior walls depends on the air changing rate in the ventilation gap. The main goal was to find out what is the suffi-cient rate of air change in the ventilation gap that ensures the correct moisture technical functioning of the exterior wall. In addition, the goal was to examine the U-value calculation methods for brick-clad exterior walls. The exterior walls that were studied were the south-ern, northern and eastern walls of the building. The study was primarily carried out by using WUFI Pro 4.2 simulation program. Complementing research methods were manual calculation and measurements made in the ventilation gap of the southern wall.

The calculated results show that the exterior wall's moisture technical functionality is achieved by a south-facing wall when the air changing rate in the ventilation gap is 25 (1/h). For the northern and eastern walls the moisture technical functionality is achieved when the air changing rate in the ventilation gap is 5 (1/h). When studying the U-value calculation methods in brick-clad exterior walls, it was found that if the ventilation gap is defined as unventilated, the U-value improves about 4 %.

When the calculated results were compared with the measurements, it was found out that the north-facing wall functions correctly from a moisture technical point of view. The meas-ured air flow in the northern wall’s ventilation gap was 0.03 m/s so the calculated value of the air changing is 5.4 (1/h). Ventilation flow in the gap is, however, so small that the con-clusion of this study is that the current regulations concerning the U-value calculation should be changed in the case of brick-clad exterior walls.